[发明专利]一种含硅酸盐骨架的硅基负极材料、负极片和锂电池

权利要求书

1.一种含硅酸盐骨架的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料包括内部具有硅酸盐材料弥散分布的改性氧化亚硅材料；

所述内部具有硅酸盐材料弥散分布的改性氧化亚硅材料的通式为M_xSiO_y，1≤X＜6，3≤y＜6，元素M包含Mg、Ni、Cu、Zn、Al、Na、Ca、K、Li、Fe、Co中的一种或多种；所述改性氧化亚硅材料的晶粒尺寸为0.5nm-100nm；所述改性氧化亚硅材料中，所述硅酸盐材料的含量占改性氧化亚硅材料总质量的5％-60％；

弥散分布的所述硅酸盐材料构成所述硅基负极材料的骨架结构，不随硅基负极材料在循环过程中的脱锂和嵌锂而发生理化反应，且在多次循环后保持原始结构不变；

所述硅基负极材料还包括碳包覆层；

所述碳包覆层包覆在所述改性氧化亚硅材料之外，厚度为1nm-100nm；

所述改性氧化亚硅材料的晶粒尺寸为2nm-30nm；所述改性氧化亚硅材料中，所述硅酸盐材料的含量占改性氧化亚硅材料总质量的10％-30％；

所述硅基负极材料的平均粒径(D₅₀)为0.1-40μm，比表面积为0.5m²/g-40m²/g；

所述硅基负极材料的平均粒径(D₅₀)为2-15μm，比表面积为1m²/g-10m²/g。

2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，

所述元素M为Mg时，对应的硅酸盐为MgSiO₃和/或Mg₂SiO₄；所述MgSiO₃的XRD衍射峰最强峰位于28.1度、31.1度、34.8度、34.9度、36.9度中的一处或几处，所述Mg₂SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于36.5度处；

所述元素M为Ni时，对应的硅酸盐为NiSiO₄，所述NiSiO₄的XRD衍射峰最强峰位于37.0度处；

所述元素M为Cu时，对应的硅酸盐为CuSiO₃；所述CuSiO₃的XRD衍射峰最强峰位于12.2度处；

所述元素M为Zn时，对应的硅酸盐为ZnSiO₃和/或Zn₂SiO₄；所述ZnSiO₃的XRD衍射峰最强峰位于31.0度和/或34.0度处；所述Zn₂SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于(31.0度和34.0度)、31.5度、31.7度、33.1度、36.5度、37.0度中的一处或几处；

所述元素M为Al时，对应的硅酸盐为Al₂SiO₅；所述Al₂SiO₅的XRD衍射峰最强峰位于26.1度和/或28.0度处；

所述元素M为Na时，对应的硅酸盐为Na₂SiO₃和/或Na₄SiO₄；所述Na₂SiO₃的XRD衍射峰最强峰位于29.4度处，所述Na₄SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于13.0度和23.2度处；

所述元素M为Ca时，对应的硅酸盐为CaSiO₃和/或Ca₂SiO₄；所述CaSiO₃的XRD衍射峰最强峰位于25.3度和/或30.0度处，所述Ca₂SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于32.0度、32.1度、32.5度、32.7度、32.8度、33.0度、33.2度中的一处或几处；

所述元素M为K时，对应的硅酸盐为K₄SiO₄；所述K₄SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于30.4度和37.8度处；

所述元素M为Li时，对应的硅酸盐为Li₂SiO₃和/或Li₄SiO₄；所述Li₂SiO₃的XRD衍射峰最强峰位于18.9度和/或27.0度处，所述Li₄SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于(22.2度和33.8度)和/或34.9度处；

所述元素M为Fe时，对应的硅酸盐为FeSiO₃和/或Fe₂SiO₄；所述FeSiO₃的XRD衍射峰最强峰位于32.7度处，所述Fe₂SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于63.8度处；

所述元素M为Co时，对应的硅酸盐为Co₂SiO₄；所述Co₂SiO₄的XRD衍射峰最强峰位于36.4度、36.5度、36.6度中的一处或几处。